2013【创新设计】选修3–1课件和随堂练习全套1–11–4.ppt

电势、电势能计算 电势高低的判断方法 3．(2010·重庆高二检测)一个带电粒子在匀强电场中运动的轨迹如图1－4－8中曲线AB所示，平行的虚线a、b、c、d表示该电场中的四个等势面．不计粒子重力，下列说法中正确的是 (　　)． A．该粒子一定带正电 B．四个等势面中a等势面的电势一定最低 C．该粒子由A到B过程中动能一定逐渐减小 D．该粒子由A到B过程中电势能一定逐渐减小 解析　由粒子的运动轨迹可知，粒子受向上的电场力，由于粒子带电正负不确定，所以无法判断电场线的方向，无法判断电势高低，A、B错；由A到B的运动过程中，静电力做正功，所以粒子的动能增大，电势能减小．D正确． 答案　D 单击此处进入 活页规范训练 自主学习 名师解疑 分类例析 活页限时训练 课堂对点演练 4　电势能和电势 1．通过讨论静电力对试探电荷做功，知道静电力做功与路径无关的特点． 2．将静电力做功与重力做功进行类比，理解静电力做功与电势能变化的关系．认识电势能的相对性． 3．知道电势的定义方法及其定义公式、单位． 4．知道等势面的定义，知道电场线一定垂直于等势面. 一、静电力做功的特点 在电场中把点电荷q从A点移动到B点，不管走什么路径，静电力所做的功都相同．说明静电力做功与电荷经过的 无关，与电荷的 位置和 位置有关(如图1－4－1所示)． 路径 起始 终止 电场 减少量 WAB＝EpA－EpB 无限远处 零势能 比值 伏特 V 标量 降低 垂直 永不相交 3．等势面的应用 (1)由等势面可以判断电场中各点电势的高低及差别． (2)由等势面可以判断电荷在电场中移动时静电力做功情况． (3)已知等势面的分布和其形状，再根据电场线与等势面相互垂直的特点，就能描绘出电场线的分布情况，确定电场的分布． 二、比较电荷在电场中某两点电势能大小的方法 1．做功判断法 无论正、负电荷，电场力做正功，电势能就减小，电场力做负功，电势能就增大． 2．电场线法 正电荷顺着电场线的方向移动时，电势能逐渐减小；逆着电场线的方向移动时，电势能逐渐增大． 负电荷顺着电场线的方向移动时，电势能逐渐增大；逆着电场线的方向移动时，电势能逐渐减小． 3．由公式Ep＝qφ判断 设φA＞φB，当q＞0时，qφA＞qφB，即EpA＞EpB.当q＜0时，qφA＜qφB即EpA＜EpB，可总结为正电荷在电势高的地方电势能大，而负电荷在电势高的地方电势能小． 4．场源电荷判断法 离场源正电荷越近，试探正电荷的电势能越大，试探负电荷的电势能越小．离场源负电荷越近，试探正电荷的电势能越小，试探负电荷的电势能越大． 5．能量守恒法 只有电场力做功时，电荷的动能和电势能互相转化，由此可由动能的变化确定电势能变化，即只有电场力做功时，动能减少多少，电势能就增加多少，反之，动能增加多少，电势能就减少多少． 教材资料分析 思考与讨论 1．如果电荷沿不同路径移动时静电力做的功不一样，还能建立电势能的概念吗？为什么？ 点拨　电势能是电荷在电场中具有的势能．由于移动电荷时静电力做的功与移动的路径无关，所以电荷在某点的电势能才是确定的；如果电荷沿不同的路径移动时静电力做功不一样，则电荷从电场中某点移到电势能的零点时，电场力做功也就不同，电荷在该点的电势能也不是唯一确定的，电势能的概念也就无法建立了． 2．在上面关于电势能和电势的讨论及插图中，我们一直把试探电荷q当做正电荷处理．请把q当做负电荷，重复以上讨论．其结果与上面的结果是否一致？ 点拨　把q当成负电荷，与把q当成正电荷所得的结果仍是一致的． 根据电场力做功与电势能变化的关系可知：电荷在某点的电势能，就等于静电力把它从该点移动到零势能位置时所做的功．在教材图1.4－4所示中，q为正电荷时，正电荷在A点的电势能为正值，正电荷的电势能Ep与它的电荷量q的比值为正；q为负电荷时，负电荷在A点的电势能为负值，负电荷的电势能Ep与它的电荷量q的比值仍为正，并且比值都是相同的常数，所以不管正电荷还是负电荷，电荷在A点的电势能Ep与它的电荷量q的比值都是不变的，即A点的电势与所移动电荷的正负无关． 【典例1】 如图1－4－2所示，在静电场中，一个负电荷q受到一个非静电力作用，由A点移动到B点，则下列说法正确的是(　　)． A．非静电力和电场力做功之和等于电荷电势能增量和动能增量之和 B．非静电力做功等于电势能增量和动能增量之和 C．电荷克服电场力做功等于电势能的增量 D．非静电力做功和电场力做功之和等于电荷动能的增量 解析　根据动能定理，合外力对电荷所做的功等于电荷动能的增量，对电荷和电场组成的系统而言，非静电力是外力，非静电力对电荷做了多少正功，系统能量(电势能和电荷动能)就增加多少．